JPH08184476A - フルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フルイディック式ガスメータにおいて、高精
度化を図るために、上流側で発生した圧力変動を減衰さ
せてフルイディック素子及びフローセンサ側に圧力変動
を伝播させない。 【構成】 ガス流路５内に前後の差圧で浮上して弁座９
を開放するフロート弁１１を組み込むと共に、このフロ
ート弁１１に鉄片１３を取り付け、ガス流路５側に永久
磁石１２を固定し、この磁石１２の作用でフロート弁１
１が開くタイミングを遅延させ、反対に閉じる場合には
閉じる直前のタイミングを早めることにより、小流量域
での圧力変動吸収幅を拡大する。また、フロート弁１１
に絞り１４を設けてこの絞り１４を経由して小流量を流
すことにより、圧力変動をこの絞り１４で減衰してフル
イディック素子及びフローセンサ側に伝播させない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フルイディック式ガス
メータの上流側において発生した圧力変動（脈動）を吸
収（減衰）するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フルイディック式ガスメータ（以下「Ｆ
Ｄメータ」という）は、フルイディック素子で発生した
流体振動を基に、このフルイディック素子を通過したガ
スの流量を算出するものである。又、このようなＦＤメ
ータには、一定流量以下はノズル部分に組み込んだフロ
ーセンサ（熱線式流量検出素子）により計測を行う方式
のものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＦＤメー
タの場合、フルイディック素子及びフローセンサの測定
原理は、ガスの流速に依存していることから、上流側に
おいて例えばガス機器のＯＮ、ＯＦＦ等が原因する圧力
変動があると、この圧力変動がフルイディック素子或い
はフローセンサ側に伝播して悪い影響を及ぼし、圧力変
動の大きさによっては誤計測の原因となる。特に、小流
量時に圧力変動が発生すると、この影響が顕著に現れ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために提案されるものであって、その構成は次の
とおりである。 １．フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、
自己の前後に作用する差圧で浮上するフロート弁を組み
込むと共に、このフロート弁が浮上して開放する初期の
タイミング及び閉止する直前のタイミングを制御する永
久磁石を設けて成るフルイディック式ガスメータにおけ
る圧力変動吸収装置。 ２．フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、
自己の前後に作用する差圧で浮上するフロート式主弁と
小弁を組み込むと共に、この主弁及び小弁が浮上して開
放する初期のタイミング及び閉止する直前のタイミング
を制御する永久磁石を設けて成るフルイディック式ガス
メータにおける圧力変動吸収装置。 ３．前記１又は２において、弁座側の周囲にリングを形
成すると共に、このリングの内面に、上方に向かって拡
がるテーパーを形成して成るフルイディック式ガスメー
タにおける圧力変動吸収装置。 ４．前記１又は２又は３において、フロート弁又は小弁
側に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにお
ける圧力変動吸収装置。 ５．前記１又は２又は３において、フロート弁の弁座側
又は小弁の弁座側に絞りを設けて成るフルイディック式
ガスメータにおける圧力変動吸収装置。 ６．前記１又は２又は３において、フロート弁及び小弁
側とこれらの弁座側の双方に絞りを設けて成るフルイデ
ィック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。 ７．前記１又は２又は３又は４又は５又は６において、
弁側に永久磁石を取り付け、鉄片を流路側に固定して成
るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装
置。 ８．前記１又は２又は３又は４又は５又は６において、
流路側に永久磁石を固定し、弁側に鉄片を取り付けて成
るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装
置。 ９．フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、
自己の前後に作用する差圧で下流側に開放する一点支持
の可動弁を支持点の反対側をこの支持点よりも下がるよ
うに設定して取り付け、この可動弁内に制御室を形成す
ると共に、この制御室内に、可動弁が開方向に作動して
制御室が水平点を超えると支持点側に転動して可動弁に
作用する重量を軽減し、閉じる際には水平点を超えると
先端側に転動して可動弁に作用する重量を増大する移動
荷重体を組み込んで成るフルイディック式ガスメータに
おける圧力変動吸収装置。 １０．前記９において、弁座の周囲にリブを形成すると
共に、このリブと可動弁との間及び可動弁と弁座の間に
狭小空間を形成して成るフルイディック式ガスメータに
おける圧力変動吸収装置。 １１．前記１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又
は８又は９又は１０において、圧力変動吸収装置をフル
イディック式ガスメータ外のガス流路内に取り付けて成
るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装
置。

【０００５】

【作用】ＦＤメータ内を一定流量以上のガスが通過して
いる場合、フロート弁及び主弁、小弁は全開の状態にあ
る。そして、流量が低下し、弁の前後に作用する差圧が
小さくなると、弁は自重が差圧に勝って下降し、永久磁
石の磁力が作用する範囲に入ると差圧＋磁力が弁に作用
するため、弁は急激に閉じる。この閉じた後のガスの流
れは、弁又は弁座側の絞りを経由するものだけとなる。
この結果、上流側において発生した圧力変動は、絞りの
作用で減衰し、下流側のフルイディック素子或いはフロ
ーセンサ側には伝播しなくなる。次に、上記のようにし
て弁が閉じている段階から徐々に流量が増加し、差圧が
弁の自重に永久磁石の磁力を加えたもの以上となったと
き、弁は急激に浮上して開放する。

【０００６】上記作用において、主弁と小弁を並列した
ものの場合は、大きな流量が流れている場合、主弁、小
弁ともに全開の状態にあり、流量が減少してくると、先
ず先に主弁が閉じ、次に小弁が閉じる。小流量は小弁側
の絞りを通過する。この状態から流量が増加してくる
と、先に小弁が開き、更に流量が増加すると主弁が開
く。

【０００７】可動弁を流路内に取り付けたＦＤメータの
場合は、可動弁が全開のとき、移動荷重体は制御室の後
方（支持点側）に移動していて、その重量は閉方向には
作用していない。そして、流量が減少し、可動弁の重量
が差圧に勝つようになると、可動弁は支持点を中心とし
て閉じる方向に作用し、やがて制御室が水平点を超えて
その先端側が下がり、制御室の底面に下り勾配がつく
と、移動荷重体は自重により傾斜に沿って転がり、制御
室の先端側に移動する。この結果、可動弁には移動荷重
体の全重量がかかり、差圧に対する重量差が急激に大き
くなるため、可動弁は急激に閉じる。閉じた後は狭小空
間及び絞り穴を経由して微小のガスが流れる。この結
果、上流側で発生した圧力変動は狭小空間及び絞り穴で
減衰する。

【０００８】次に流量が徐々に増加し、やがて可動弁の
自重＋移動荷重体の重量に差圧が勝つと、可動弁は支持
点を中心として開方向に作動し、水平点を超えると制御
室に外向きの勾配がつき、移動荷重体はこの傾斜に沿っ
て外側に転動して移動荷重体の重量が可動弁に作用しな
くなるため、可動弁は急激に開放する。

【０００９】

【実施例】図１及び図２は請求項１に対応する実施例で
あって、１はフルイディック素子、２はノズル、３はガ
ス入口、４はガス出口、５はガス入口３からノズル２に
至るガス流路、６はこのガス流路５に組み込まれた緊急
遮断弁、７は整流ネットである。８は本発明に係る圧力
変動吸収装置であって、この圧力変動吸収装置８は、上
向きの弁座９と、この弁座９の周囲に形成されたリング
１０と、前記弁座９に対して上方（下流側）から密着及
び開放自在のフロート弁１１と、フロート弁１１の下方
（上流側）のガス流路５側に固定された永久磁石１２
と、この永久磁石１２と対向するようにフロート弁１１
側に取り付けられた鉄片１３と、から成っている。１４
はフロート弁１１に設けた絞り、１５はフロート弁１１
をその中心で上下動自在に支持している弁軸である。な
お、上記実施例において、ノズル２部分にはフローセン
サを図示していないが、この部分にフローセンサが組み
込まれる場合もある。

【００１０】上記実施例の場合、一定流量以上のガスが
フルイディック素子１を流れている場合、フロート弁１
１は浮上しており、流量が減少し、フロート弁１１の自
重がこのフロート弁１１に作用する差圧に勝つと、フロ
ート弁１１は自重で下降し、永久磁石１２の磁力の範囲
内に鉄片１３が入ると自重に磁力が加わって急激に閉じ
る。この結果、絞り１４を経由してのみガスが流れ、上
流側において発生した圧力変動は、この絞り１４で減衰
し、ノズル２側には伝播しない。反対にガスの流量が増
加して来ると、初期の段階ではフロート弁１１の自重に
磁力が加わっているため、直ぐには上昇（開放）せず、
フロート弁１１の自重＋磁力よりも差圧が勝ったとき
に、フロート弁１１は急激に開く。

【００１１】図３及び図４は、圧力変動吸収装置８とし
て、フロート式の主弁１６と小弁１７を並列に組み込ん
だ請求項２に対応する実施例であって、この実施例の場
合、主弁１６側には絞りが設けて無く、小弁１７側の弁
座１７ａに絞り１４が設けてある。又、主弁１６及び小
弁１７の弁座１６ａ、１７ａにはリング１６ｂ、１７ｂ
が形成され、主弁１６側のリング１６ｂには、外向きに
拡がるテーパー１６ｃが形成してあり、このテーパー１
６ｃで圧損を制御している。１６ｄ、１７ｄは弁軸、１
８は永久磁石１２に取り付けた整流錐であって、これに
より磁石１２部分の圧損の減少が図られている。１９は
小弁軸１７ｄの先端側に取り付けられたストッパー、１
４ａは小弁１７と小弁用リング１７ｂ間に形成された絞
りである。ストッパー１９は入側の圧力変動により小弁
１７が上下しても絞り１４ａが大きく変化するのを防止
している。

【００１２】上記実施例においては、大きな流量が流れ
ている場合、主弁１６、小弁１７ともに全開の状態にあ
り、流量が減少してくると、先に自重の重い主弁１６側
が閉じ、更に流量が減少すると、小弁１７側が閉じ、反
対に流量が増加してくると、小弁１７側が先に開き、更
に増加すると主弁１６が開く。主弁１６、小弁１７は、
ともに弁とリングの隙間を小さく設定してあるので、小
流量の場合でも弁前後の差圧が大きくなって急激に開
く。

【００１３】この実施例において、主弁１６の弁座１６
ａにはテーパー１６ｃが形成してあるため、主弁１６は
弁座１６ａに接近している程リング１６ｂ間の隙間は狭
小となり、主弁１６に作用する差圧は大きく、反対に遠
くなる程差圧は小さくなる。

【００１４】図５の（ａ）、（ｂ）はメータ圧損を比較
したものであって、（ａ）はリング１６ｂにテーパー１
６ｃが無い場合、（ｂ）はテーパー１６ｃを設けた場合
である。この図（ｂ）から、テーパー１６ｃをつけた場
合、圧損の低下は（ａ）に比較して緩やかとなることが
判る。

【００１５】上記実施例は、永久磁石１２をすべてガス
流路５側に固定しているが、反対に弁側に永久磁石１２
を取り付け、鉄片１３をガス流路側に固定してもよい。
又、絞り１４も、弁側に設けずに、弁座側或いは弁と弁
座の双方に設けてもよい。

【００１６】図６（ａ）、（ｂ）は請求項９に対応する
可動弁の実施例であって、この可動弁２０は、弁座２１
の円周の一点において支持点２２により上方に開放自在
に取り付けられており、弁座２１は前下がりの傾斜面で
構成され、可動弁２０が全閉の状態のとき、可動弁２０
も前下がりで弁座２１に密着する。又、可動弁２０には
絞り穴２０ａが設けてある。２３は前記可動弁２０内に
形成された制御室であって、この制御室２３の底面２４
は弁座２１の傾斜と平行に形成され、内部には移動荷重
体（実施例は鋼球）２５が転動自在に組み込まれてい
る。２６は弁座２１の周囲に形成されたリブであって、
このリブ２６と可動弁２０との間及び弁座２１と可動弁
２０との間には連続狭小空間２７が形成してあり、この
狭小空間２７は、流量があるときは可動弁２０の前後に
作用する差圧を大きくしている。可動弁２０が全閉の状
態においても、絞り穴２０ａを経由して小流量が流れ
る。２８は回転止めである。

【００１７】この実施例の場合は、全開の場合、可動弁
２０は図６（ｂ）に示すように、支持点２２を中心とし
て反時計方向に回転して前方が持ち上がり、制御室２３
内の移動荷重体２５は支持点２２側に位置している。そ
して、ガスの流量が徐々に減少し、可動弁２０の自重が
この可動弁２０に作用する差圧に勝つと、可動弁２０は
支持点２２を中心として図中時計方向に回転し（閉
じ）、制御室２３の底面２４が水平点を超えると移動荷
重体２５が転がって前方に移動する。この結果、可動弁
２０と移動荷重体２５の重量が加わって急激に閉じる
（図６（ａ））。可動弁２０が閉じていて、ガスの流量
が徐々に増加し、差圧が可動弁２０の自重＋移動荷重体
２５の重量に勝つと、可動弁２０は反時計方向に開放を
開始し、水平から後方に傾斜すると、移動荷重体２５は
制御室２３の後方に移動する。この結果、急激に可動弁
２０は開く（図６（ｂ））。

【００１８】図７はＦＤメータに至るガス導管２９の一
部に圧力変動吸収装置８を組み込んだ実施例であって、
１１はフロート弁、１２は永久磁石、１３は鉄片、１４
は絞りである。この実施例におけるフロート弁１１の作
用は、図１に示した実施例の場合と同様である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上のように、ＦＤメータのノ
ズルの上流側に、流量変化に対応して開閉する弁を組み
込むと共に、小流量は絞り又は狭小空間で確保するよう
に構成したので、次の効果を奏する。 ａ．小流量時のガスの流れを絞り又は狭小空間を経由さ
せるため、ＦＤメータの上流側において発生した圧力変
動はこの絞り又は狭小空間で減衰し、フルイディック素
子及びフローセンサ側には伝播しない。この結果、誤計
測の虞れがなく、精度の向上を図ることができる。 ｂ．差圧を直接弁に作用させるため、機構を簡単かつ小
型にできる。 ｃ．永久磁石又は移動荷重体により、弁が開く初期タイ
ミングを遅延させることにより、小流量域での圧力変動
吸収幅を拡大できる。 ｄ．永久磁石又は移動荷重体により、弁が閉じるタイミ
ングを小流量域に近づいたときに早めることにより、早
めに圧力変動吸収動作に移り、結果として圧力変動吸収
幅を拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フロート弁１ケを利用した本発明に係る圧力変
動吸収装置の実施例の説明図。

【図２】Ａ−Ａ′線断面図。

【図３】主弁と小弁から成る本発明に係る圧力変動吸収
装置の実施例の説明図。

【図４】Ｂ−Ｂ′線断面図。

【図５】弁座のリングの内面にテーパーをつけた時の圧
力損失の説明図。

【図６】可動弁内に移動荷重体を組み込んだ圧力変動吸
収装置の説明図。

【図７】ガス導管内にフロート弁を取り付けた実施例の
説明図。

【符号の説明】

１ フルイディック素子 ２ ノズル ３ ガス入口 ４ ガス出口 ５ ガス流路 ６ 緊急遮断弁 ７ 整流ネット ８ 圧力変動吸収装置 ９ 弁座 １０ リング １１ フロート弁 １２ 永久磁石 １３ 鉄片 １４ 絞り １５ 弁軸 １６ 主弁 １６ａ 弁座 １６ｂ リング １６ｃ テーパー １６ｄ 弁軸 １７ 小弁 １７ａ 弁座 １７ｂ リング １７ｄ 弁軸 １８ 整流錐 １９ ストッパー ２０ 可動弁 ２０ａ 絞り穴 ２１ 弁座 ２２ 支持点 ２３ 制御室 ２４ 底面 ２５ 移動荷重体 ２６ リブ ２７ 狭小空間 ２８ 回転止め ２９ ガス導管

フロントページの続き (71)出願人 000156813 関西ガスメータ株式会社 大阪府大阪市東成区東小橋２丁目10番16号 (71)出願人 000142425 株式会社金門製作所 東京都板橋区志村１丁目２番３号 (71)出願人 000150109 株式会社竹中製作所 大阪府大阪市生野区中川西１丁目１番51号 (71)出願人 000222211 東洋ガスメーター株式会社 富山県新湊市本江2795番地 (72)発明者 温井 一光 神奈川県藤沢市みその台９−10 (72)発明者 酒井 克人 東京都葛飾区高砂３−２−７−123 (72)発明者 長沼 徹朗 神奈川県川崎市高津区梶ヶ谷２−11−２ (72)発明者 岡村 繁憲 大阪府大阪市西区千代崎３丁目２番95号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 岡田 修一 大阪府大阪市西区千代崎３丁目２番95号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 孝人 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社総合技術研究所内 (72)発明者 平井 完治 愛知県名古屋市熱田区千年１丁目２番70号 愛知時計電機株式会社内 (72)発明者 渋谷 忠夫 大阪府大阪市東成区東小橋２丁目10番16号 関西ガスメータ株式会社内 (72)発明者 青木 利昭 東京都板橋区志村１丁目２番３号 株式会 社金門製作所内 (72)発明者 今崎 正成 大阪府東大阪市西岩田４丁目７番31号 株 式会社金門製作所関西研究所内 (72)発明者 山田 一博 千葉県千葉市中央区今井３−25−16 (72)発明者 水越 靖 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメー ター株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フルイディック素子のノズル部分よりも
   上流側に、自己の前後に作用する差圧で浮上するフロー
   ト弁を組み込むと共に、このフロート弁が浮上して開放
   する初期のタイミング及び閉止する直前のタイミングを
   制御する永久磁石を設けて成るフルイディック式ガスメ
   ータにおける圧力変動吸収装置。
2. 【請求項２】 フルイディック素子のノズル部分よりも
   上流側に、自己の前後に作用する差圧で浮上するフロー
   ト式主弁と小弁を組み込むと共に、この主弁及び小弁が
   浮上して開放する初期のタイミング及び閉止する直前の
   タイミングを制御する永久磁石を設けて成るフルイディ
   ック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、弁座側の周囲
   にリングを形成すると共に、このリングの内面に、上方
   に向かって拡がるテーパーを形成して成るフルイディッ
   ク式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２又は３において、フロー
   ト弁又は小弁側に絞りを設けて成るフルイディック式ガ
   スメータにおける圧力変動吸収装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２又は３において、フロー
   ト弁の弁座側又は小弁の弁座側に絞りを設けて成るフル
   イディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は２又は３において、フロー
   ト弁及び小弁側とこれらの弁座側の双方に絞りを設けて
   成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１又は２又は３又は４又は５又は
   ６において、弁側に永久磁石を取り付け、鉄片を流路側
   に固定して成るフルイディック式ガスメータにおける圧
   力変動吸収装置。
8. 【請求項８】 請求項１又は２又は３又は４又は５又は
   ６において、流路側に永久磁石を固定し、弁側に鉄片を
   取り付けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧
   力変動吸収装置。
9. 【請求項９】 フルイディック素子のノズル部分よりも
   上流側に、自己の前後に作用する差圧で下流側に開放す
   る一点支持の可動弁を支持点の反対側をこの支持点より
   も下がるように設定して取り付け、この可動弁内に制御
   室を形成すると共に、この制御室内に、可動弁が開方向
   に作動して制御室が水平点を超えると支持点側に転動し
   て可動弁に作用する重量を軽減し、閉じる際には水平点
   を超えると先端側に転動して可動弁に作用する重量を増
   大する移動荷重体を組み込んで成るフルイディック式ガ
   スメータにおける圧力変動吸収装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、弁座の周囲にリブ
    を形成すると共に、このリブと可動弁との間及び可動弁
    と弁座の間に狭小空間を形成して成るフルイディック式
    ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
11. 【請求項１１】 請求項１又は２又は３又は４又は５又
    は６又は７又は８又は９又は１０において、圧力変動吸
    収装置をフルイディック式ガスメータ外のガス流路内に
    取り付けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧
    力変動吸収装置。